Límites Reglamentarios

La caída de tensión ($e$ o $\Delta V$) es la pérdida de potencial que se produce a lo largo de un conductor debido a su resistencia y reactancia óhmica. El REBT limita estrictamente esta caída (habitualmente expresada en porcentaje respecto a la tensión nominal) en cada parte de la instalación para asegurar que los receptores funcionen dentro de su rango de tensión seguro.

Límites de Caída de Tensión (ITC-BT-19)

En las instalaciones interiores de viviendas o locales comerciales, calculadas desde el Cuadro General de Distribución (CGMP) hasta los puntos de utilización:

  • Circuitos de Alumbrado: La caída de tensión máxima permitida es del 3% ($6,9\text{ V}$ en monofásico).
  • Circuitos de Fuerza o Otros Usos: La caída de tensión máxima permitida es del 5% ($11,5\text{ V}$ en monofásico).

Para líneas de enlace en edificios de viviendas, medidos desde la Caja General de Protección (CGP) hasta los contadores:

  • Línea General de Alimentación (LGA): Máximo 0,5% (si hay concentración de contadores) o 1,0% (si son individuales).
  • Derivaciones Individuales (DI): Máximo 1,5% (concentrados) o 1,0% (individuales).
Esquema de distribución eléctrica de un edificio acotando los porcentajes máximos de caída de tensión del REBT
Figura 1: Distribución de caídas de tensión máximas reglamentarias en las diferentes etapas de la instalación de un edificio. Fuente: Generada para fines educativos / Licencia: CC BY-NC-SA

Fórmulas de Cálculo Aplicadas

La caída de tensión en voltios ($\Delta V$) para conductores de cobre o aluminio se calcula mediante las fórmulas reglamentarias:

Líneas Monofásicas (230 V)

$$\Delta V = \frac{2 \cdot P \cdot L}{\gamma \cdot S \cdot V_N}$$

Líneas Trifásicas (400 V)

$$\Delta V = \frac{P \cdot L}{\gamma \cdot S \cdot V_N}$$

Donde $P$ es la potencia activa (W), $L$ la longitud de la línea (m), $S$ la sección (mm²), $V_N$ el voltaje ($230\text{ V}$ o $400\text{ V}$) y $\gamma$ (gamma) es la conductividad del metal corregida por temperatura ($\gamma = 48,5\text{ m/}(\Omega\cdot\text{mm}^2)$ para cobre a 70°C, y $\gamma = 44$ a 90°C).

🐍 Calculador de Caída de Tensión Monofásico y Trifásico

def calcular_caida_tension(potencia_w, longitud_m, seccion_mm2, trifasico=False, cobre=True, temp_90=False):
    # Definir conductividad gamma según metal y temperatura
    if cobre:
        gamma = 44.0 if temp_90 else 48.5  # Cobre a 90°C o 70°C
    else:
        gamma = 27.0 if temp_90 else 30.0  # Aluminio a 90°C o 70°C
        
    vn = 400.0 if trifasico else 230.0
    
    if trifasico:
        # dV = (P * L) / (gamma * S * Vn)
        dv_voltios = (potencia_w * longitud_m) / (gamma * seccion_mm2 * vn)
    else:
        # dV = (2 * P * L) / (gamma * S * Vn)
        dv_voltios = (2.0 * potencia_w * longitud_m) / (gamma * seccion_mm2 * vn)
        
    dv_porcentaje = (dv_voltios / vn) * 100.0
    return round(dv_voltios, 2), round(dv_porcentaje, 2)

# Ensayo: Línea monofásica de alumbrado de 2000 W y 50 m de largo con cable de 1.5 mm²
v_loss, p_loss = calcular_caida_tension(2000, 50, 1.5, trifasico=False)
print(f"--- ANÁLISIS DE CAÍDA DE TENSIÓN (Alumbrado) ---")
print(f"🔹 Caída de tensión: {v_loss} V ({p_loss} %)")
print(f"🔹 Veredicto: {'APTO (<= 3%)' if p_loss <= 3.0 else 'NO APTO (> 3%, subir sección)'}")

Este código calcula de forma dinámica la caída de tensión en voltios y en porcentaje, y emite un diagnóstico reglamentario automático.

💼 Caso Práctico: Caída en alumbrado vs fuerza

Contexto: En la legalización de una oficina, un circuito mixto alimenta tanto ordenadores de oficina (tomas de fuerza) como luminarias LED de techo.

Pregunta: ¿Qué caída de tensión máxima porcentaria se debe aplicar a este circuito de acuerdo con la instrucción ITC-BT-19?

⚙️ Caso Práctico: Factor 2 en fórmula monofásica

Contexto: Un estudiante de electricidad analiza la fórmula de caída de tensión monofásica y la compara con la fórmula trifásica.

Pregunta: ¿Por qué la fórmula de caída de tensión monofásica multiplica el producto por dos, a diferencia de la fórmula trifásica?

📝 Caso Práctico: Conductividad térmica

Contexto: En la justificación de una memoria técnica, se emplean cables con aislamiento de polietileno reticulado (XLPE) a su temperatura de régimen máxima.

Pregunta: ¿Qué valor de conductividad (gamma) se debe utilizar obligatoriamente para calcular la caída de tensión en el peor de los casos?

🔬 Laboratorio Práctico: Pérdidas por Caída de Tensión en REBT SuperCalc

Actividad de Simulación: Utiliza el simulador de sección de cables de REBT SuperCalc para dimensionar una línea monofásica que alimenta un subcuadro con los siguientes datos del proyecto:

  • Potencia de la carga ($P$): 4600 W (4.6 kW)
  • Coseno de phi ($\cos\varphi$): 0.85
  • Longitud de la línea ($L$): 35 metros
  • Caída de tensión máxima permitida ($\Delta V$): 3.0%
  • Método de instalación: B1 (Conductores en tubos en pared)
  • Aislamiento: PVC (70°C)

🔗 Abrir Calculadora de Sección (Módulo 3)

Pregunta del Laboratorio: Tras modelar la línea en el simulador, ¿cuál es la sección teórica resultante por el criterio de caída de tensión, cuál es la sección comercial recomendada final que satisface simultáneamente ambos criterios (térmico y caída de tensión), y qué caída de tensión real se producirá?